植被类型对黄土坡地产流产沙及氮磷流失的影响

植被类型影响黄土坡地径流、土壤侵蚀和和养分迁移过程。该研究通过野外水流冲刷试验,对比分析了6种植被条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。研究结果表明,大黄花拦蓄径流作用最为明显,而大豆最弱;产沙量随时间的变化会出现峰值特征,其中苜蓿控制土壤侵蚀作用要优于其他植被;径流中硝态氮和水溶性磷的浓度在放水初期随时间迅速衰减,而后趋于稳定,幂函数比指数函数能更好的描述径流中硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中的硝态氮含量随时间迅速衰减,而有效磷的含量则随着时间逐渐波动减小,二者的最高含量均发生在苜蓿地。养分的富集率与土壤侵蚀量成反比;径流硝态氮流失总量的大小关系为谷子>苜蓿>柠条>玉米>大豆>大黄花,水溶性磷流失总量的大小关系为谷子>玉米>柠条>大豆>大黄花>苜蓿,谷子、玉米、柠条、大豆、大黄花各自硝态氮和水溶性磷的流失总量基本相同(P>0.05);土壤剖面硝态氮含量随着深度增大呈现出峰值特征,且峰值存在的深度不同,土壤有效磷主要积聚在表层5 cm以上,5 cm以下含量极低。综上可知,野外草本植被在拦截径流、减少土壤侵蚀和控制养分流失方面要优于农田作物,在植被恢复中应广泛采用农地撂荒的方式进行恢复。

纳米碳对不同植被覆盖下黄土坡地降雨侵蚀的抑制效果

纳米碳对黄土高原地区土壤水分运动具有显著影响。该文基于野外人工模拟降雨试验,研究了不同植被覆盖(空地、柠条、苜蓿、黄豆和玉米)条件下,在黄土坡面上中下位置条施不同质量分数纳米碳(0、0.1%、0.5%、0.7%和1.0%)对坡地产流产沙过程的影响。该文试验设计1.0 m×1.0 m降雨小区,前期在小区坡面种植植被以及埋入不同质量分数纳米碳,其中未做植被覆盖处理和未施加纳米碳的小区作为对照,共25个试验小区。采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,雨强为60 mm/h,降雨历时40 min。降雨过程中定时收集径流及泥沙,用以研究在不同植被覆盖条件下纳米碳对黄土区坡地径流与泥沙的调控机理影响。研究结果显示,在土壤中施入纳米碳,对坡面初始产流时间的影响显著。随着施入纳米碳质量分数的增加,不同植被覆盖的初始产流时间总体随之增加,在4种植被覆盖中,苜蓿延缓产流时间效果最明显,较之空白对照最大增加了287.1%。纳米碳的施入,使各植被覆盖中坡面径流量明显降低,施入不同质量分数纳米碳,各植被覆盖中减流效果最显著的仍为苜蓿,径流量较之对照减少了66.47%,而空地、柠条、黄豆、玉米这4种处理减流幅度均在31.5%~33.6%之间。同时,纳米碳对于坡面径流减沙效果亦非常显著。施入纳米碳后,各植被减沙效果排序依次是:苜蓿>柠条>玉米>黄豆。通过纳米碳对产流产沙量的影响进行相关性分析,得出纳米碳对试验结果具有显著的影响;在水土流失调控效果评价值影响分析中,纳米碳对水土流失调控效果较合适的质量分数为0.5%。综上,在黄土区土壤中施加纳米碳并提高施入纳米碳的比例,对于该地区水土流失的治理具有积极作用。

聚丙烯酰胺(PAM)对黄土坡地降雨产流产沙过程的影响

从防治水土流失和提高降水资源利用率的角度出发 ,为使 PAM能在黄土地区广泛使用 ,该文通过室内人工模拟降雨和冲刷试验 ,研究了黄土坡地土壤表层施加 PAM对产流产沙过程的影响 ,分析了产流、径流累计量、泥沙累计量随时间的变化过程 ,建立了相应的相关关系。比较了不同 PAM用量的作用效果及不同土壤对 PAM施用效果的影响。试验结果表明 ,当坡度为 15°,雨强 1.2 m m / min,降雨历时为 30 min时 ,每平方米土壤表层施加 0 .8gPAM后的产流量减少 16 % ,产沙量不到 1kg,减沙率达 87.87% ;连续冲刷试验结果表明

PAM对黄土坡地水分养分迁移特性影响的室内模拟试验

为了研究聚丙烯酰胺(PAM)在黄土区集中暴雨条件对坡地水土及养分流失的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了在暴雨(2mm/min)条件下施加PAM对黄土坡地土壤养分流失及硝态氮淋溶特征的影响。试验结果表明,与对照处理相比较,施加PAM对径流硝态氮流失的影响不明显,但显著改变了径流磷和钾浓度随时间变化过程,分别降低了径流磷和钾的流失量为82%和84%;施加PAM减少了坡地土壤流失量93%,也降低了泥沙中硝态氮、速效磷和速效钾的流失量分别为78%,95%和95%;施加PAM影响了坡地土壤水分再分布过程,减少了土壤水分深层的渗漏,从而降低了土壤硝态氮淋失的潜在风险。

涌泉根灌在黄土坡地的水分运移规律试验

为了了解涌泉根灌这项微灌技术灌水后的水分运移情况,在野外黄土坡地利用剖面法对涌泉根灌在不同孔径、孔深条件下土壤水分运移规律进行了研究.结果表明,在不同孔径、孔深处理下,湿润体水平扩散半径、向上入渗距离和向下入渗深度有不同的影响,且均与时间有显著的幂函数关系;涌泉根灌停止后24 h内的土壤湿润体水平及竖直方向扩散相对变化超过了47%,湿润体平均含水量相对降低了30%;24 h后的扩散较小,平均含水量下降较小.涌泉根灌停止后24 h时的湿润体特征值可作为涌泉根灌系统设计的依据;推荐涌泉根灌适宜的孔洞深度为30~40 cm,孔径为φ6 cm.研究结果可为涌泉根灌技术的实际应用提供理论参考.

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀的时空分布规律研究

本研究利用定位土芯Eu(europium)示踪新方法,研究黄土坡地不同利用方式下土壤侵蚀的时空分布规律。结果表明,该方法对以片蚀和细沟侵蚀为主的黄土坡地是适用的;土壤侵蚀的时间分布与降雨量的年时间分布相一致,过程性暴雨期表现为全年土壤侵蚀的高峰期;在复合坡面,随坡面的陡、缓、凹,土壤侵蚀表现强、弱、沉积;相同坡度和坡长条件下,幼龄核桃园的土壤侵蚀速率>刺槐林地>荒草地>苜蓿地。

土壤初始含水量对黄土坡地水分运动与转化特征的影响

通过室内模拟降雨试验,研究了水蚀条件下初始含水量分别为1.3%、5.7%、9.7%、14.2%和18.9%时黄土坡地水分的迁移特征。结果表明随着土壤初始含水量的增加,坡面产流开始时间提前,坡地平均径流系数和径流量呈线性增加趋势;坡面径流含沙量与土壤初始含水量呈抛物线关系,在9.7%含水量左右存在最小值;土壤初始含水量越高,坡地累计入渗量越小,雨水转化为土壤水分的比率越小。在土壤初始含水量较高的雨季,建议采取保护性耕作措施,增加雨水入渗率,减少水土流失量。

黄土坡地耕作侵蚀对土壤养分影响的研究

通过地形测量、铯 - 13 7示踪、土壤性质分析及重复耕作的方法对黄土坡地耕作侵蚀对土壤养分的影响进行了研究 ,结果表明 :全 N、碱解 N及有机质含量随投影坡长的变化可用抛物线描述 ,有效 P及速效 K的变化可用幂函数描述 ;全N、碱解 N、速效 K含量与耕作侵蚀的关系可用线性方程描述 ,有效 P含量的关系可用三次多项式描述 ;耕作侵蚀对全 N、碱解 N、有效 P及速效 K含量的贡献率分别为 16.47%、2 .69%、48.85 %及 15 .3 0 % ;由于耕作侵蚀 ,15年内碱解 N、速效K、有机质及阳离子代换量的含量将在耕作侵蚀区呈减少趋势 。

模拟降雨条件下黄土坡地土壤溶质迁移特征试验研究

土壤质地和溶质性质对土壤溶质地表迁移过程有较大影响。通过室内模拟降雨试验,以杨凌塿土、安塞黄绵土和神木绵砂土为研究对象,研究了土壤NO3-、NH4+、PO43-、K+和Br-的迁移特征。结果表明,塿土的溶质地表流失量均高于黄绵土和绵砂土,尤其是吸附性强的NH4+和PO43-。NO3-与Br-坡面流失以随地表径流流失为主,且主要集中在产流开始的初期阶段。3种土壤处理中径流溶质最高浓度ρmax(mg/L)大小顺序为:ρmax塿土>ρmax黄绵土>ρmax绵砂土,土壤溶质随入渗水分的迁移能力由大至小依次为:Br->NO3->K+>NH4+>PO43-。塿土等效径流迁移深度EDR最大,黄绵土次之,砂绵土最小,各溶质EDR与溶质垂向迁移能力无明显相关性。

变雨强对黄土坡地水土养分流失机制研究

通过人工降雨装置模拟了一次降雨事件中3种雨强变化(100,130,160mm/h)对黄土坡地径流、泥沙及养分含量变化的影响。结果表明:(1)降雨过程中,雨强的变化是影响地表产流的重要因素,雨强由大到小降低的产流量明显高于雨强由小到大渐增的产流量;(2)径流产沙过程中,雨强由小到大渐增的降雨产流携沙量最多,对坡面土壤侵蚀最严重;(3)变雨强对养分流失影响与径流相似,雨强由大到小降低的降雨养分流失累计量高于另外2种降雨,表明初期雨强较大的降雨对于坡地养分流失最严重。

陕北黄土坡地枣园降雨入渗产流试验与模拟

【目的】对陕北榆林黄土坡地枣园的降雨入渗、产流进行试验与模拟研究,为陕北坡地枣园雨水的高效利用提供指导。【方法】在陕北枣园径流小区,利用人工降雨试验,开展不同降雨强度(0.8,1.0,1.3mm/min)和不同初始土壤含水率(0.08,0.15,0.24cm3/cm3)条件下的降雨、入渗产流试验,运用Richards入渗方程结合水量平衡方程对人工降雨的入渗、产流过程进行模拟。【结果】土壤含水率相同条件下,降雨强度越大产流时刻越早,入渗达到稳定的时间越短,累积入渗量和径流量越大;降雨强度相同条件下,土壤初始含水率越大,产流越快,平均入渗率越小,趋于稳定入渗的时间越短,累积产流量也越大。模拟值与实测值相比,累积入渗量相对误差小于3%,平方根误差小于0.3mm;累积径流量平均误差≤12.5%,平方根误差小于0.4mm。模拟产流起始时刻普遍滞后于实测产流时刻,滞后时间最少为0.8min,最多为2.55min,其原因与坡面饱和导水率的空间变异性及降雨的不均匀性有关。【结论】采用Richards入渗方程并结合水量平衡方程模拟黄土坡地径流小区的降雨入渗、产流过程,结果合理可靠,且比较符合实际,但产流起始时间的模拟还需进一步探索。

黄土坡地经济林大鱼鳞坑膜下滴灌技术研究

黄土高原丘陵沟壑区坡地经济林营造中 ,采用大鱼鳞坑坑内打孔覆膜、膜下滴灌技术 ,解决了本区干旱坡地经济林造林成活率低、生长慢、发育迟的难题。可使坡地杏树造林成活率提高到 96% ,枣树造林成活率提高到 92 % ;成林后 ,鱼鳞坑汇集径流可使降水利用率提高到 42 5 % ,加上旱季节水包膜下补灌 ,避免了土壤板结 ,降低了土壤水分蒸发 ,可使杏、枣产量比穴灌分别提高 1 0 3 2 %和 1 9 61 %。

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀模型研究

利用土壤侵蚀定位土芯Eu示踪新方法所获得的大量的侵蚀及其因子实测数据 ,建立黄土坡地不同土地利用方式下土壤侵蚀空间分异和坡面侵蚀预测模型。模型可操作性强 ,所需因子数据用常规方法即可获得 ,因而可用来预测不同土地利用方式下土壤侵蚀的空间分布和坡面侵蚀。

降雨历时对黄土坡地水分运动与转化的影响

为提高黄土地区雨水利用率、减少水土流失,通过室内模拟降雨试验研究了不同降雨历时坡地产流、入渗、产沙的特征。结果表明:坡面径流系数在降雨过程中存在剧增、缓增和稳定波动3个阶段;坡地径流系数、入渗率和坡地累计产沙量均与降雨历时呈对数关系;径流量和入渗量均与降雨历时呈线性正相关关系;地表产流后,形成不断扩大的湿润区,湿润锋深度与降雨历时呈幂函数关系。

CREAMS模型在计算黄土坡地径流量及侵蚀量中的应用

ＣＲＥＡＭＳ是计算田块径流、侵蚀及农用化合物流失量的著名数学模型。该文介绍了这一模型在计算黄土坡面径流量及侵蚀量中的应用，并分析了存在的问题。

黄土坡地径流冲刷与土壤抗冲动态响应过程研究

黄土坡地径流冲刷与土壤抗冲动态响应过程研究吴普特（中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨陵７１２１００特殊的沉积成壤过程造就了黄土独特的点棱（侧向）接触支架式多孔结构，决定了其抵抗径流冲刷特别弱的固有特性，加之复杂的区域地形为超渗径流的冲刷提供了良好...

种植紫花苜蓿提高黄土坡地土壤肥力试验研究

经过试验在退耕坡地种植紫花苜蓿能提高土壤肥力,提高土壤有机质、全氮、碱解氮含量。同时降低了土壤容重,提高了孔隙度。增强了土壤的渗透能力,减少了水土流失,对保持水土有重要意义。随着种植年限的延长,提高肥力的幅度增大。土壤速效磷、速效钾提高幅度较小,效果不很明显。

间歇性降雨对黄土坡地水土养分流失的影响

坡面水土养分流失是研究农业非点源污染方面的核心问题,涉及土壤侵蚀、坡地水文和环境治理等方面的内容。以黄土坡地为研究对象,利用人工降雨模拟试验,分析间歇降雨时坡地产流-入渗-土壤侵蚀过程,以及通过预先在坡地喷施养分(NH_4^+-N、NO_3^--N、PO_4^(3-)-P),研究间歇降雨时坡面水土流失以及土壤溶质的迁移规律。试验采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,对试验坡地间歇性进行3次降雨,雨强恒为100mm/h,每次降雨历时60min,降雨间隔时间60min。结果表明:(1)3次降雨的初始含水率不同,但产流规律相似,降雨径流率均为先增大后趋于平稳。(2)3次降雨产生的泥沙累积量分别为250.91,100.20,79.76g,第1次降雨的泥沙量远高于第2,3次。泥沙率先迅速增大到峰值然后缓慢减少,平均泥沙率随降雨次数的增多而递减。(3)对于非吸附性的NO_3^-、NH_4^+,3场降雨过程中溶质浓度均呈现由高降低并逐渐平稳的变化趋势;PO_4^(3-)-P浓度的变化规律却略显不同,降雨初期溶质浓度先短暂升高,然后再由高降低并逐渐平稳。(4)3次降雨的NH_4^+-N、NO_3^--N、PO_4^(3-)-P的径流总流失量分别为535.33,1 058.18,400.79mg,其中NO_3^--N流失量最多,PO_4^(3-)-P流失量最少。随着降雨次数的增加,不同降雨次数下的NH_4^+-N、NO_3^--N、PO_4^(3-)-P径流流失量均逐渐减少,流失量较前次降雨分别降低了19%,14%、3%,62%和57%,28.3%。因此,通过对间歇性降雨条件下黄土坡地水土溶质迁移特征的研究,对揭示降雨-径流-土壤相互作用过程和土壤养分迁移机理具有重要意义。

黄土坡地几种退耕植被土壤硝态氮分布特征与迁移研究

以荒坡地为对照,研究了黄土高原退耕还林中广泛种植刺槐、柠条、苜蓿、杨树、侧柏的土壤中NO3--N的分布特征。结果表明:0～160cm土层中上述不同植被土壤NO3--N的平均含量由高到低依次为柠条>刺槐>苜蓿>侧柏、杨树>荒坡地(P<0.05);人工林地土壤NO3--N含量大于荒坡地,豆科植被大于其他植被;从整个土壤剖面看,这几种植被在0～20cm表层土壤中NO3--N含量均高于其底下各土层,以苜蓿最高,达到6.12mg.kg-1,柠条次之,为5.82mg.kg-1;随着土层深度的增加,在20～60cm柠条、苜蓿和刺槐土壤中NO3--N含量随深度增加逐渐下降,并于60cm以后趋于稳定,杨树、侧柏与荒坡地NO3--N含量随土层的加深变化不大;各植被在140cm以下土层中均存在NO3--N富集现象;不同坡位的NO3--N均呈现坡顶>坡中>坡底的趋势,阴坡土壤的NO3--N含量显著高于阳坡(P<0.05)。

坡形和PAM对黄土坡地水土养分迁移特征的影响

通过野外径流小区人工降雨试验,研究坡形和聚丙烯酰胺(PAM)对径流量、土壤侵蚀和养分流失的影响。试验设置2个PAM施用量,分别为0,2 mg/L;9种坡形处理,即4个凹形坡,4个凸形坡,1个直形坡。结果表明:(1)与均匀坡面相比,凸形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别增加25.12%,24.01%和26.96%,且土壤和养分流失量随着凸形坡面的凸度增加而增加,凹形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别减小13.53%,10.85%和19.95%;(2)凹形和凸形坡面的径流量差异很小,且均大于均匀面的径流量;(3)施用PAM后,3种坡形的坡面土壤流失均减少90%以上,养分流失减少28.19%~68.13%,且PAM施用在凸形坡上减少水土养分流失量效果最佳。